Примеры применения Cisco WAE на сети оператора связи

Cisco Confidential© 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 1
Применение Cisco WAN Automation Engine
на сети операторов связи
Март, 2015
Системный инженер, Олег Феоктистов
ofeoktis@cisco.com

© 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 2
•  Основные термины Software-Defined Networking (SDN)
•  Развитие технологий, новые протоколы
•  Платформа WAN Automation Engine (WAE)
•  Примеры использования
•  Демонстрация

Уровни управления и коммутации в одном физическом устройстве

“…В архитектуре SDN разделены уровни управления и передачи
данных, обеспечена логическая централизация интеллектуальных
сетевых механизмов и информации о состоянии сети, а нижележащая
сетевая инфраструктура абстрагирована от приложений…”
Источник: www.opennetworking.org

“…открытый стандарт, определяющий взаимодействие между
разделёнными уровнями управления (контроллер) и
передачи данных (агент)…”
Источник: www.openflow.org
Openflow
В SDN парадигме не все сетевые процессы выполняются в одном
устройстве

Контроллер / Сетевая ОС
Управляющая программа
Маршрутизация, контроль доступа, и т.д.
Абстракция всей сети
Коммутация данных
OpenFlow

Openflow
Software
Defined
Networking
Openflow есть только один из компонентов SDN

Configure
Operate
Device
Extension
DevOps
Integration
NETCONF
YANG
BGP-LS
PCEP
OpFlex
Cisco
Python API
BGP
Flowspec
Cisco
Python API
9

Приложения
Сетевые
устройства
с уровнем
управления
Гибридный уровень
(надежность + быстрота
развертывания сервисов)
Централизованное управление для специального,
распределенное - для всего остального
Распределенный
уровень управления
(надежность)
Сетевая (WAN)
платформа
10

Optical
IPv4/IPv6/MPLS
Collector Programming
Network
Model
Computation
Engine
NB APIs
Основные функциональные элементы
•  Сбор информации о сети
•  Построение глобальной модели сети
•  Наличие открытых интерфейсов API
•  Вычислительная логика
•  Модуль имплементации расчетов

Optical
IPv4/IPv6/MPLS
Collector Programming
Network
Model
Computation
Engine
NB APIs
DC/Cloud
Провайдер
Клиенты
SDN в ЦОДSDN в корпорациях
Кросс-доменная Оркестрация
12

•  SDN – очень широкий термин и может означать многое
•  В целом это подход по обеспечению программируемости сети
•  Платформа Cisco SDN WAN - способ реализации гибридного подхода
•  Основная цель SDN - задействовать ресурсы по максимуму и делать это быстро
•  Дополнительная цель - упростить архитектурную сложность

Текущая активность связанная с SDN :
•  Source Packet Routing in Networking (SPRING)
•  Path Computation Element (PCE)
•  Некоторые дополнения относящиеся к MPLS в IS-IS и OSPF
working groups

Source Routing – возможность задать на источнике (Ingress PE) путь прохождения пакетов по
сети с помощью последовательности сегментов в заголовке самих пакетов
Сегмент = Инструкция (например, «доставить трафик до узла Z кратчайшим путем»)
Для MPLS forwarding plane Сегмент = MPLS метка
Основные типы сегментов (т.е. MPLS меток):
Node-SID (глобальный) - назначается маршрутизатору
Adjacency-SID (локальный) - назначается каждому линку на маршрутизаторе

•  Узлы анонсируют свои идентификаторы сегмента Node
(расширение IGP)
•  Все удаленные узлы записывают идентификаторы сегмента Node в таблицы коммутации
меток
Пакет с верхней меткой 65
из любой точки входа в
сеть достигнет узел Z с
помощью IGP shortest path
A B C
Z
D
65
FEC Z
push 65
swap 65
to 65
swap 65
to 65 pop 65
Packet
to Z
Packet
to Z
65
Packet
to Z
65
Packet
to Z
65
Packet
to Z
17

•  Узлы анонсируют MPLS метку для каждого своего линка
(расширение IGP)
•  Узел, который произвел анонс записывает метки своих линков в таблицу коммутации
B C
N O
Z
D
P
A
9101
9105
9107
9103
9105
9101
9105
9107
9103
9105
9105
9107
9103
9105
9107
9103
9105
9103
9105
9105
18

•  Формирования маршрута источником
•  Узлы следования пакета: ABCOPZ
A B C
M N O
Z
D
P
Packet to Z
65
9003
Packet to Z
65
Packet to Z
Packet to Z
65
Packet to Z
65
9003
72
Packet to Z
65
9003
72
7272
65
65
Pop
9003
19

•  Таблица LFIB заполняется с помощью
протоколов IGP (ISIS / OSPF)
•  Таблица коммутации постоянна (Nodes +
Adjacencies) вне зависимости от
количества маршрутов
•  Другие протоколы (LDP, RSVP, BGP) по
прежнему могут наполнять LFIB
20
PE
PE
PE
PE
PE
PE
PE
PE
P
In
Label
Out
Label
Out
Interface
L1 L1 Intf1
L2 L2 Intf1
… … …
L8 L8 Intf4
L9 L9 Intf2
L10 Pop Intf2
… … …
Ln Pop Intf5
идентификаторы
Node Segment
Adjacency
Segment
Размер таблиц
коммутации
постоянен
draft-previdi-isis-segment-routing-extensions
draft-psenak-ospf-segment-routing-extensions

21
PE1 PE2
IGPPE1 PE2
MPLS cервисы
IPv4 IPv6
IPv4
VPN
IPv6
VPN VPWS VPLS
Пакетный
транспорт LDP
MPLS Forwarding
RSVP BGP Static IS-IS OSPF
Никаких
изменений для
сервисов или
уровня
Распространение
MPLS меток
(сегментов) с
помощью IGP для
того же уровня
BGP / LDP

Расчитанный путь - ABCOPZ.
Требуемая полоса принята во
внимание. Обходим перегрузки в сети.
Перегрузка66
65
68
Для маршрута A-Z стек меток
{66, 68, 65}
Сеть проста, программируема и способна реагировать на возникающие события
2Gb/s от A до Z плиз
22

23
H E L L O
my name is
PCE
•  Решает задачу расчета пути в больших много-доменых и много-уровневых сетях
•  Path computation element (PCE)
•  Path computation client (PCC)
•  Протокол взаимодействия PCEP
•  Ицициатива Cisco, начало стандартизации в 2005
•  Первая реализация на сетевых устройствах в IOS XR 3.5.2
•  Применяется в SDN WAN платформе

24
PCEP
Stateful PCE
Tопология сети
База маршрутов (LSP)
Stateful
PCC
PCEP
Stateless
PCC
Stateless PCE
Топология сети
•  Отсутствуют знания об уже установленых LSP
•  Ограниченные возможности по оптимизации
сетевых ресурсов
•  Применим для междоменных MPLS-TE (не SDN)
реализаций
•  Обладает знаниями о топологии сети и текущих LSP
•  Более оптимальный централизованный расчет
маршрутов новых LSP
•  Обеспечивает ицициализацию LSP из центра и
контроль состояния маршрутов
•  Подходит для SDN реализаций
PCE может
инициировать
установку и вести
контроль за
маршрутом
BGP-LS /
SNMP / CLI
BGP-LS /
SNMP / CLI

25
PCEP
Segment List:: 10,20,30
Stateful PCE
Топология сети
Stateful
PCC
In Out Int
L1 L1 Intf1
… … …
L7 L7 Int3
L8 Pop Intf3
… … …
L9 Pop Intf5
Приложение
Запрос
маршрута
draft-sivabalan-pce-segment-routing
•  Segment Routing позволяет задать маршрут на
базе SR IDs распространяемых IGP
•  PCE расчитывает и задает маршрут в виде
последовательности SR IDs (меток)
•  PCC коммутирует трафик добавляя список SR
IDs к пакетам
•  Предварительная сигнализация пути не
производиться
•  Размерность таблиц коммутации постоянная и
минимальная
•  Возможность визуализации путей
•  Состояния маршрутов на P-устройствах
отсутствует – вся информация в пакете
Node Segment
Adjacency
Segment
Размер таблиц
постояннен
База маршрутов
(LSP)
BGP-LS /
SNMP / CLI

Применение Openflow (возможно) Применение BGP-FlowSpec (предпочтительнее)

Транспорт
Технология
Операция
Кодирование
Структура данных
XML-encoded content
YANG modules
Netconf operations
<edit-config>, <get-config>, <get>
Netconf RPC
<rpc>, <rpc-reply>
TLS, SSH
27

Deployed in Over 100 SPs Globally
•  С декабря 2012 компания Cariden - подразделение Cisco
Systems
•  Портфель продуктов MATE (Collector, Design and Live)
•  Применение в IP/MPLS операторских сетях
•  Моделирование, планирование и эксплуатации сети

Контроль и управление сети
Услуги по запросу
Автоматизация предоставления услуг
Превентивное управление доступностью
услуги
Автоматические исправление сетевых
отказов
Интеграция с внешними приложениями
Network

Визуализация сети
Обзор сети (фильтры, сортировка)
Визуализация «горячих точек»
Прогнозирование трафика
Анализ эффективности сети
Отчетность
Исторические и оперативные данные
MATE Live
MATE Design
WAE
Визуализация Анализ Контроль
Оптимизация сети
Оценка топологий
Анализ сценариев
Балансировка трафика
Анализ отказов
Проектирование RSVP, QoS и Multicast
Планирование обслуживания
оборудования

•  …когда изменения в сети происходят в интервале часов и загрузка каналов приближается
к значению max-link-load
Trafficchangefrequency
annual
quarter
monthly
weekly
daily
hourly
Load / Link
25% 50% 75% 100%
Planning
(offline - MATE)
SDN WAN
(online - WAE)
Источник: Clarence Filsfils, Cisco
31

Network
Function
Virtualization
Виртуальная
Физическая
Evolved Programmable Network
Storage NetworkCompute Cisco или другие
производители
Cross Domain Orchestrator (RFS)
Service Catalog
Service Provider
OSS Service Provider
Existing Portal/Catalog
Enterprise
WAN
Optimization Cloud
WAN
Provisioning
Open Daylight OpenStack
RT-OSS (CFS)
Managed
CPE
Prime Service Catalog
Prime Fulfillment
NSO
APIC-EM WAE
Intercloud
Fabric
Meraki/
ISR
ESC/Stratos
Mobility
Quantum Suite
Междоменная
оркестрация
Уровень услуг
Модульный
подход
Открытая
архитектура
Инфраструктура

.........

Сетевое
оборудование

Cisco

Платформа

данными

ALU
Juniper
Cisco
Huawei


сторонних

производителей

REST
APIs

MATE

Design

MATE
Live

Модель
сети

Визуализация
и

аналитика

Подсистема
расчета

пути

Модуль
программирования
Модуль
сбора
данных

Драйверы
сбора
данных
Драйверы
программирования

I2RS
OpenFlow
OnePK
PCEP
NMS/EMS
NetFlow
CLI
SNMP
BGP-‐LS
Conﬁglets
NETCONF/
YANG

.........
Tunnel

Manager

Tunnel

Balancing

Bandwidth

Scheduling

Optical DWDM
WAE
MPLS-TE
Segment
Routing
OpenFlow, PCEP, BGP-FS
Topology, Stats
BGP-LS, SNMP, CLI
NB API
Кросс-доменная
оркестрация
Abstracted Network Services
Многоуровневая
визуализация и
управление
•  Traffic Engineering Manager
•  Load Balancer (MPLS & SR)
•  Disjoint Path Creator
•  Coordinated Maintenance
•  Auto-Bandwidth + Fat LSP
•  Multi-Layer Restoration
3rd Party
App
Cisco
App
Custom
App


WAE

RESTful
APIs

Программирование
Сбор
данных

Задача:
Учет расположения контента и влияния
на сеть при запросе полосы
Решение:
Приложение получает полосу по
рекомендуемому маршруту для
минимизации влияния на другие услуги
1
2
3
WAN
R1
R2
R3
Сайт заказчика, ЦОД
ЦОД
Облачное
приложение
4

WAE

RESTful
APIs

Сбор
данных

Задача: Заказчик оператора связи
хочет получить полосу по запросу для
резервного копирования ЦОД-ов или
переноса кэша
Результат: После определения
наилучшего пути WAE настраивает
LSP через PCEP.
WAN
R1
R2
R3Центр Обработки Данных #1 Центр Обработки Данных #2
5
1
2 3
4
PCEP
Перегрузка!!

WAE

RESTful
APIs

Сбор
данных

Задача:
Корпоративный заказчик использует
портал самообслуживания для запроса
полосы между ЦОДами в определенное
время
Результат:
В заданное время WAE настраивает
сеть для предоставления полосы
(через IGP или MPLS TE)
WAN
R1
R2
R3Центр Обработки Данных #1 Центр Обработки Данных #2
5
1
2 3
4
PCEP

WAE

RESTful
APIs

Сбор
данных

Задача:
Оператору необходимо более
эффективное использование дорогих
каналов.
Решение:
Наиболее дорогие ресурсы
оптимизированы с помощью WAE
управляю балансировкой через PCEP.
1
2
AS Foo
WAN
R1
3
PCEP 4
TE Manager

WAE

RESTful
APIs

Сбор
данных

Задача: Оператору необходимо
модернизировать узел, что требует
предварительного планирования для
выполнения SLA
Результат: WAE перемещает LSP
перед выводом узла из эксплуатации
2
Узел доступа Узел агрегации
WAN
5
1
PCEP
TE Manager
4
3

WAE

RESTful
APIs

Сбор
данных

Задача: Оператор хочет использовать
возможности функции lowest cost path,
что может потребовать прямого пути по
оптической сети минуя пакетный
сегмент
Решение: WAE определяет когда
обходной путь будет наилучшим
вариантом и использует GMPLS UNI
для изменения топологии.
1
2
R1 R2
3
Ra Rb
Rc
O1 O2
Перегрузка!!
PCEP
GMPLS UNI GMPLS UNI
4
WAN
Приложение
ML

§  SDN это про приложения, API, платформы управления и
программирование сети в реальном времени
§  Опыт, экспертиза и знания, полученные за 20 лет инжиниринга и
планирования заложены в SDN WAN платформу
§  Развитие и применение технологий таких как Segment Routing,
PCE ведут к уменьшению сложности сети
§  Решение WAN Automation Engine – развитие Cisco MATE и
полноценный компонент оркестрации операторских WAN

Примеры применения Cisco WAE на сети оператора связи

More Related Content

What's hot

Similar to Примеры применения Cisco WAE на сети оператора связи

More from Cisco Russia

Примеры применения Cisco WAE на сети оператора связи